春季高中物理人教必修二配套7.3功率課件

1、3功 率春季高中物理人教必修二配套7.3功率學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)目標(biāo) 1.1.知道功率的概念，理解功率的物理意義。知道功率的概念，理解功率的物理意義。2.2.掌握功率的定義式掌握功率的定義式P= P= ，能夠用，能夠用P= P= 解答解答有關(guān)的問(wèn)題。有關(guān)的問(wèn)題。3.3.能根據(jù)功率的定義式推導(dǎo)能根據(jù)功率的定義式推導(dǎo)P=Fv,P=Fv,并能根據(jù)并能根據(jù)P=FvP=Fv分分析機(jī)車的啟動(dòng)問(wèn)題。析機(jī)車的啟動(dòng)問(wèn)題。4.4.理解額定功率和實(shí)際功率的概念。理解額定功率和實(shí)際功率的概念。WtWt春季高中物理人教必修二配套7.3功率一、功率一、功率1.1.定義定義: :功功W W與完成這些功與完成這些功_的比值的比值,P

2、= ,P= 。2.2.單位單位: :在國(guó)際單位制中在國(guó)際單位制中, ,功率的單位是功率的單位是_,_,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱_,_,用用_表示。表示。3.3.標(biāo)矢性標(biāo)矢性: :功率是功率是_。4.4.物理意義物理意義: :表示物體表示物體_的物理量。的物理量。所用時(shí)間所用時(shí)間t tWt瓦特瓦特瓦瓦W W標(biāo)量標(biāo)量做功快慢做功快慢春季高中物理人教必修二配套7.3功率【自我思悟】【自我思悟】1.1.某個(gè)力的功率較大某個(gè)力的功率較大, ,能否說(shuō)明它做功較多能否說(shuō)明它做功較多? ?提示提示: :功率是表示做功快慢的物理量功率是表示做功快慢的物理量, ,某個(gè)力的功率較大某個(gè)力的功率較大, ,表明表明它做功較快它做功較快

3、, ,但做功不一定多。但做功不一定多。2.2.功率也有正負(fù)之分功率也有正負(fù)之分, ,它的正負(fù)是表示方向嗎它的正負(fù)是表示方向嗎? ?提示提示: :功率是標(biāo)量功率是標(biāo)量, ,沒(méi)有方向。功率的正負(fù)表示做功的力是動(dòng)力沒(méi)有方向。功率的正負(fù)表示做功的力是動(dòng)力還是阻力。還是阻力。春季高中物理人教必修二配套7.3功率二、額定功率與實(shí)際功率二、額定功率與實(shí)際功率1.1.定義定義: :(1)(1)額定功率是動(dòng)力機(jī)械可以額定功率是動(dòng)力機(jī)械可以_的最大輸出功率。的最大輸出功率。(2)(2)實(shí)際功率是動(dòng)力機(jī)械實(shí)際功率是動(dòng)力機(jī)械_時(shí)的輸出功率。時(shí)的輸出功率。2.2.關(guān)系關(guān)系: :實(shí)際功率往往實(shí)際功率往往_(A._(A.大

4、于大于B.B.小于小于) )額定功率額定功率, ,但也可但也可以在很短時(shí)間內(nèi)以在很短時(shí)間內(nèi)_(A._(A.大于大于B.B.小于小于) )額定功率。額定功率。3.3.平均功率和瞬時(shí)功率平均功率和瞬時(shí)功率: :平均功率表示在平均功率表示在_或或_中做功的快慢中做功的快慢; ;瞬時(shí)功率表示物體在瞬時(shí)功率表示物體在_或或_時(shí)做功的快慢。時(shí)做功的快慢。長(zhǎng)時(shí)間工作長(zhǎng)時(shí)間工作實(shí)際工作實(shí)際工作B BA A一段時(shí)間內(nèi)一段時(shí)間內(nèi)某一某一過(guò)程過(guò)程某一時(shí)刻某一時(shí)刻某一某一位置位置春季高中物理人教必修二配套7.3功率【自我思悟】【自我思悟】1.1.不同車輛的功率不同不同車輛的功率不同, ,甚至差距較大甚至差距較大, ,

5、比如某輛摩托車的功比如某輛摩托車的功率為率為3kW,3kW,某輛汽車的功率為某輛汽車的功率為70kW,70kW,而某列火車的功率約為而某列火車的功率約為6.06.010103 3kWkW。上述所說(shuō)的車輛的功率是額定功率還是實(shí)際功。上述所說(shuō)的車輛的功率是額定功率還是實(shí)際功率率? ?它們的功率不同是否表明它們做功的不同它們的功率不同是否表明它們做功的不同? ?提示提示: :上述所說(shuō)的是它們正常工作的最大功率上述所說(shuō)的是它們正常工作的最大功率, ,即額定功率。即額定功率。它們的功率不同它們的功率不同, ,表明不同車輛做功的快慢不同表明不同車輛做功的快慢不同, ,并不表明它并不表明它們做功的不同。們做

6、功的不同。春季高中物理人教必修二配套7.3功率2.2.實(shí)際功率是否一定比額定功率小實(shí)際功率是否一定比額定功率小? ?提示提示: :不一定。實(shí)際功率一般小于或者等于額定功率不一定。實(shí)際功率一般小于或者等于額定功率, ,甚至短時(shí)甚至短時(shí)間內(nèi)大于額定功率間內(nèi)大于額定功率。春季高中物理人教必修二配套7.3功率三、功率與速度三、功率與速度1.1.功率與速度關(guān)系式功率與速度關(guān)系式:P=_(F:P=_(F與與v v方向相同方向相同) )。2.2.推導(dǎo)推導(dǎo): :FvFvWtF FlF Fv春季高中物理人教必修二配套7.3功率3.3.應(yīng)用應(yīng)用: :由功率速度關(guān)系式知由功率速度關(guān)系式知, ,汽車、火車等交通工具和

7、各種起汽車、火車等交通工具和各種起重機(jī)械重機(jī)械, ,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P P一定時(shí)一定時(shí), ,牽引力牽引力F F與速度與速度v v成成_,_,要要增大牽引力增大牽引力, ,就要就要_速度。速度。反比反比減小減小春季高中物理人教必修二配套7.3功率【自我思悟】【自我思悟】1.1.某個(gè)力的瞬時(shí)功率是否一定等于力的大小與物體的速度大小某個(gè)力的瞬時(shí)功率是否一定等于力的大小與物體的速度大小的乘積的乘積? ?提示提示: :不一定。只有速度與力方向相同時(shí)不一定。只有速度與力方向相同時(shí), ,才能根據(jù)才能根據(jù)P=FvP=Fv求解瞬求解瞬時(shí)功率。時(shí)功率。春季高中物理人教必修二配套7.3功率2.2.在越野

8、比賽中在越野比賽中, ,汽車爬坡時(shí)汽車爬坡時(shí), ,常常換用低速擋常常換用低速擋, ,這是為什么這是為什么? ?春季高中物理人教必修二配套7.3功率提示提示: :由由P=FvP=Fv可知可知, ,汽車在上坡時(shí)需要更大的牽引力汽車在上坡時(shí)需要更大的牽引力, ,而發(fā)動(dòng)機(jī)而發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率是一定的的額定功率是一定的, ,換用低速擋的目的是減小速度換用低速擋的目的是減小速度, ,從而增大從而增大牽引力。牽引力。春季高中物理人教必修二配套7.3功率一、對(duì)公式一、對(duì)公式P= P= 和和P=FvP=Fv的理解的理解 深化理解深化理解1.1.公式公式P= P= 和和P=FvP=Fv的比較的比較: :P=P=P=

9、FvP=Fv適適用用條條件件功率的定義式適用于任何情功率的定義式適用于任何情況下功率的計(jì)算況下功率的計(jì)算, ,一般用來(lái)求一般用來(lái)求平均功率平均功率; ;當(dāng)時(shí)間當(dāng)時(shí)間t0t0時(shí)時(shí), ,可可由定義式確定瞬時(shí)功率由定義式確定瞬時(shí)功率功率的計(jì)算式僅適用于功率的計(jì)算式僅適用于F F與與v v同向的情況同向的情況, ,一般用來(lái)求一般用來(lái)求瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率; ;當(dāng)當(dāng)v v為平均速度為平均速度時(shí)時(shí), ,所求功率為平均功率所求功率為平均功率聯(lián)聯(lián)系系(1)(1)公式公式P=FvP=Fv是是P= P= 的推論的推論; ;(2)(2)功率功率P P的大小與的大小與W W、t t無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。WtWtWtWt春季高中物理

10、人教必修二配套7.3功率2.2.公式公式P=FvP=Fv中三個(gè)量的制約關(guān)系中三個(gè)量的制約關(guān)系: :定值定值各量間的關(guān)系各量間的關(guān)系應(yīng)用應(yīng)用P P一定一定F F與與v v成反比成反比汽車上坡時(shí)汽車上坡時(shí), ,要增大牽引力要增大牽引力, ,應(yīng)換低速擋減小速度應(yīng)換低速擋減小速度v v一定一定F F與與P P成正比成正比汽車上坡時(shí)汽車上坡時(shí), ,要使速度不變要使速度不變, ,應(yīng)加大油門應(yīng)加大油門, ,增大輸出功率增大輸出功率, ,獲得較大牽引力獲得較大牽引力F F一定一定v v與與P P成正比成正比汽車在高速路上汽車在高速路上, ,加大油門增加大油門增大輸出功率大輸出功率, ,可以提高速度可以提高速度

11、春季高中物理人教必修二配套7.3功率【微思考】【微思考】(1)(1)求解平均功率是否一定得用公式求解平均功率是否一定得用公式P= ?P= ?提示提示: :不是。公式不是。公式P= P= 是求解平均功率的常用公式是求解平均功率的常用公式, ,平均功率平均功率的求解也可以用的求解也可以用P=Fv,P=Fv,不過(guò)此時(shí)不過(guò)此時(shí)v v是力是力F F方向上的平均速度。方向上的平均速度。 WtWt春季高中物理人教必修二配套7.3功率(2)(2)一個(gè)物體的受力一個(gè)物體的受力F F及速度及速度v v值都比較大值都比較大, ,是否就說(shuō)明力是否就說(shuō)明力F F做功做功的功率就一定大的功率就一定大? ?提示提示: :不

12、一定。因?yàn)榱Σ灰欢?。因?yàn)榱 F的功率等于力的功率等于力F F與與F F方向上的速度大小的方向上的速度大小的乘積乘積, ,物體的速度大物體的速度大, ,并不能說(shuō)明沿力并不能說(shuō)明沿力F F方向上的速度大。方向上的速度大。春季高中物理人教必修二配套7.3功率【題組通關(guān)】【題組通關(guān)】【示范題】【示范題】放在水平地面上的物體受到水平拉力的作用放在水平地面上的物體受到水平拉力的作用, ,在在0 06s6s內(nèi)其速度與時(shí)間圖像和拉力的功率與時(shí)間圖像如圖所示內(nèi)其速度與時(shí)間圖像和拉力的功率與時(shí)間圖像如圖所示, ,則則物體的質(zhì)量為物體的質(zhì)量為(g(g取取10m/s10m/s2 2)()() )51039A. kg

13、 B.kg C. kg D.kg39510春季高中物理人教必修二配套7.3功率【解題探究】【解題探究】(1)0(1)02s2s內(nèi)內(nèi), ,拉力是恒力還是變力拉力是恒力還是變力? ?提示提示: :恒力。由兩圖像可知恒力。由兩圖像可知, ,物體的速度、拉力的功率均隨時(shí)間物體的速度、拉力的功率均隨時(shí)間t t均勻變大均勻變大, ,而而P=Fv,P=Fv,這表明拉力這表明拉力F F為恒力。為恒力。春季高中物理人教必修二配套7.3功率(2)(2)如何根據(jù)兩圖像求解物體所受的摩擦力如何根據(jù)兩圖像求解物體所受的摩擦力? ?提示提示: :2 26s6s內(nèi)內(nèi), ,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng), ,拉力等于摩

14、擦力大小拉力等于摩擦力大小, ,故故根據(jù)根據(jù)P=FvP=Fv求出拉力的大小求出拉力的大小, ,也等于摩擦力大小。也等于摩擦力大小。 春季高中物理人教必修二配套7.3功率【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】選選B B。由。由P=FvP=Fv及及v=6m/sv=6m/s時(shí)時(shí), ,P=30WP=30W可得可得F=5NF=5N。由由P=10W,v=6m/sP=10W,v=6m/s得得F Ff f= = 由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得F-FF-Ff f=ma,=ma,而而a=3m/sa=3m/s2 2, ,可求可求得得m= kg,Bm= kg,B正確。正確。P5 Nv3，109春季高中物理人教必修二配套7.3功率

15、【通關(guān)【通關(guān)1+11+1】1.1.關(guān)于功率的概念關(guān)于功率的概念, ,下列說(shuō)法中正確的是下列說(shuō)法中正確的是( () )A.A.功率是描述力對(duì)物體做功多少的物理量功率是描述力對(duì)物體做功多少的物理量B.B.力做功時(shí)間越長(zhǎng)力做功時(shí)間越長(zhǎng), ,力的功率一定越小力的功率一定越小C.C.力做功越多力做功越多, ,力的功率一定越大力的功率一定越大D.D.力對(duì)物體做功越快力對(duì)物體做功越快, ,力的功率一定越大力的功率一定越大春季高中物理人教必修二配套7.3功率【解析】【解析】選選D D。功率是描述力對(duì)物體做功快慢的物理量。功率是描述力對(duì)物體做功快慢的物理量, ,做功越做功越快快, ,功率越大功率越大,A,A錯(cuò)誤

16、錯(cuò)誤,D,D正確正確; ;力對(duì)物體做功時(shí)間長(zhǎng)或者做功多力對(duì)物體做功時(shí)間長(zhǎng)或者做功多, ,未必做功快未必做功快,B,B、C C錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。春季高中物理人教必修二配套7.3功率2.(2.(多選多選)(2014)(2014溫州高一檢測(cè)溫州高一檢測(cè)) )如圖所示是一輛質(zhì)量如圖所示是一輛質(zhì)量m=6m=6 10103 3kgkg的公共汽車在的公共汽車在t=0t=0和和t=4st=4s末兩個(gè)時(shí)刻的兩張照片。當(dāng)末兩個(gè)時(shí)刻的兩張照片。當(dāng)t=0t=0時(shí)時(shí), ,汽車剛啟動(dòng)汽車剛啟動(dòng)( (汽車的運(yùn)動(dòng)可看成勻加速直線運(yùn)動(dòng)汽車的運(yùn)動(dòng)可看成勻加速直線運(yùn)動(dòng)) )。圖。圖丙是車內(nèi)橫桿上懸掛的手拉環(huán)經(jīng)放大后的圖像丙是車內(nèi)橫桿上懸

17、掛的手拉環(huán)經(jīng)放大后的圖像, ,測(cè)得測(cè)得=10=10。根據(jù)題中提供的信息根據(jù)題中提供的信息, ,可以估算出的物理量有可以估算出的物理量有(tan10(tan10= = 0.1763)(0.1763)() )春季高中物理人教必修二配套7.3功率A.4 sA.4 s內(nèi)汽車的位移內(nèi)汽車的位移 B.4 sB.4 s末汽車的速度末汽車的速度C.4 sC.4 s內(nèi)汽車牽引力所做的功內(nèi)汽車牽引力所做的功 D.4 sD.4 s末汽車合外力的功率末汽車合外力的功率【解析】【解析】選選A A、B B、D D。根據(jù)圖丙。根據(jù)圖丙, ,通過(guò)對(duì)手拉環(huán)受力分析通過(guò)對(duì)手拉環(huán)受力分析, ,結(jié)合結(jié)合牛頓第二定律可知牛頓第二定律可

18、知, ,汽車的加速度為汽車的加速度為a=gtan=1.76m/sa=gtan=1.76m/s2 2, ,所以所以t=4st=4s末汽車的速度末汽車的速度v=at=7m/s,v=at=7m/s,選項(xiàng)選項(xiàng)B B可估算可估算; ;根據(jù)圖甲、乙可知根據(jù)圖甲、乙可知, ,汽車在汽車在4s4s內(nèi)的位移內(nèi)的位移l= at= at2 2=14m,=14m,選項(xiàng)選項(xiàng)A A可估算可估算; ;因?yàn)橐驗(yàn)? s4 s末汽車末汽車的瞬時(shí)速度可求出的瞬時(shí)速度可求出, ,汽車的合外力汽車的合外力F=maF=ma也可求出也可求出, ,所以汽車在所以汽車在4s4s末的瞬時(shí)功率為末的瞬時(shí)功率為P=FvP=Fv也可估算也可估算, ,

19、即選項(xiàng)即選項(xiàng)D D可估算可估算; ;因?yàn)椴恢囈驗(yàn)椴恢嚺c地面間的摩擦力與地面間的摩擦力, ,所以無(wú)法估算所以無(wú)法估算4s4s內(nèi)汽車牽引力所做的功。內(nèi)汽車牽引力所做的功。12春季高中物理人教必修二配套7.3功率【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】1.1.質(zhì)量為質(zhì)量為m m的物體沿傾角為的物體沿傾角為的斜面滑至底端時(shí)的斜面滑至底端時(shí)的速度大小為的速度大小為v,v,此時(shí)支持力的瞬時(shí)功率為此時(shí)支持力的瞬時(shí)功率為( () )A.mgvA.mgvB.0B.0C.mgvcosC.mgvcosD.mgvtanD.mgvtan【解析】【解析】選選B B。物體沿斜面滑至斜面底端時(shí)的速度方向沿斜面。物體沿斜面滑至斜面底端

20、時(shí)的速度方向沿斜面向下向下, ,與支持力夾角為與支持力夾角為9090, ,因而支持力的瞬時(shí)功率為因而支持力的瞬時(shí)功率為0,0,選項(xiàng)選項(xiàng)B B正確正確, ,其他選項(xiàng)均錯(cuò)。其他選項(xiàng)均錯(cuò)。春季高中物理人教必修二配套7.3功率2.2.汽車在平直公路上行駛汽車在平直公路上行駛, ,前一段時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為前一段時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P P1 1, ,后后一段時(shí)間內(nèi)的功率為一段時(shí)間內(nèi)的功率為P P2 2, ,已知在兩段時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功相等已知在兩段時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功相等, ,則在全部時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率為則在全部時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率為( () )【解析】【解析】選選D D?？偲骄β??？偲骄β?而

21、而P P1 1t t1 1=P=P2 2t t2 2。故故 D D正確。正確。 121 21 21 21212PPPP2PPA. B. PP C. D.2PPPP1 12 212PtPtPtt，1 2122PPPPP，春季高中物理人教必修二配套7.3功率【素養(yǎng)升華】【素養(yǎng)升華】求解功率時(shí)應(yīng)該注意的問(wèn)題求解功率時(shí)應(yīng)該注意的問(wèn)題(1)(1)要明確所求功率是某物體各力的功率要明確所求功率是某物體各力的功率, ,還是合力的功率。如還是合力的功率。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是指汽車牽引力的功率汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是指汽車牽引力的功率, ,起重機(jī)的功率是指起重機(jī)的功率是指起重機(jī)鋼絲繩拉力的功率。起重機(jī)鋼絲繩拉力的功率

22、。春季高中物理人教必修二配套7.3功率(2)(2)要明確所求功率是平均功率還是瞬時(shí)功率。要明確所求功率是平均功率還是瞬時(shí)功率。若求平均功率若求平均功率, ,還需明確是哪段時(shí)間內(nèi)的平均功率還需明確是哪段時(shí)間內(nèi)的平均功率, ,應(yīng)用公式應(yīng)用公式P= P= 或或P=F P=F 進(jìn)行求解。進(jìn)行求解。若求瞬時(shí)功率若求瞬時(shí)功率, ,需明確對(duì)應(yīng)狀態(tài)的速度需明確對(duì)應(yīng)狀態(tài)的速度v,v,應(yīng)用公式應(yīng)用公式P=FvP=Fv求求解。如果解。如果F F、v v不同向不同向, ,則將它們先投影到同一方向上再進(jìn)行計(jì)則將它們先投影到同一方向上再進(jìn)行計(jì)算。算。 Wtv春季高中物理人教必修二配套7.3功率二、機(jī)車啟動(dòng)的兩種方式二、機(jī)

23、車啟動(dòng)的兩種方式 深化理解深化理解1.1.兩種啟動(dòng)方式的過(guò)程分析兩種啟動(dòng)方式的過(guò)程分析: :春季高中物理人教必修二配套7.3功率春季高中物理人教必修二配套7.3功率2.2.機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題中幾個(gè)物理量的求法機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題中幾個(gè)物理量的求法: :(1)(1)機(jī)車的最大速度機(jī)車的最大速度v vm m的求法的求法, ,機(jī)車達(dá)到勻速前進(jìn)時(shí)速度最大機(jī)車達(dá)到勻速前進(jìn)時(shí)速度最大, ,此時(shí)牽引力此時(shí)牽引力F F等于阻力等于阻力F Ff f, ,故故v vm m= =(2)(2)勻加速啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間的求法勻加速啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間的求法, ,牽引力牽引力F=ma+FF=ma+Ff f, ,勻加速的最后勻加速的最后速度速度vvm

24、 m= = (3)(3)瞬時(shí)加速度的求法瞬時(shí)加速度的求法, ,據(jù)據(jù)F= F= 求出牽引力求出牽引力, ,則加速度則加速度a=a=fPPFF。mfPvtma Fa額，時(shí)間。PvfF Fm。春季高中物理人教必修二配套7.3功率【微思考】【微思考】(1)(1)對(duì)于機(jī)車等交通工具對(duì)于機(jī)車等交通工具, ,公式公式P=FvP=Fv中的中的P P、F F各表示什么含義各表示什么含義? ?提示提示: :P P表示機(jī)車的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率表示機(jī)車的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,F,F表示機(jī)車的牽引力。表示機(jī)車的牽引力。(2)(2)已知物體運(yùn)動(dòng)得越快已知物體運(yùn)動(dòng)得越快, ,所受空氣阻力越大所受空氣阻力越大, ,試從物理學(xué)角度試從物理學(xué)

25、角度說(shuō)明高鐵需要大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的原因。說(shuō)明高鐵需要大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的原因。提示提示: :勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí), ,機(jī)車的牽引力機(jī)車的牽引力F F等于所受阻力大小等于所受阻力大小, ,故機(jī)車運(yùn)故機(jī)車運(yùn)動(dòng)越快動(dòng)越快, ,所需牽引力越大所需牽引力越大, ,因此由因此由P=FvP=Fv得發(fā)動(dòng)機(jī)的功率越大。得發(fā)動(dòng)機(jī)的功率越大。 春季高中物理人教必修二配套7.3功率【題組通關(guān)】【題組通關(guān)】【示范題】【示范題】(2014(2014連云港高一檢測(cè)連云港高一檢測(cè)) )汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW,60kW,汽車質(zhì)量為汽車質(zhì)量為5t,5t,汽車在水平路面上行駛時(shí)汽車在水平路面上行駛時(shí), ,阻力是

26、車重的阻力是車重的0.10.1倍。試問(wèn)倍。試問(wèn): :(1)(1)汽車保持以額定功率從靜止啟動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多汽車保持以額定功率從靜止啟動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少少? ?(2)(2)若汽車從靜止開(kāi)始若汽車從靜止開(kāi)始, ,保持以保持以0.5m/s0.5m/s2 2的加速度做勻加速直線的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng), ,這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間? ?(3)(3)當(dāng)車速為當(dāng)車速為6m/s6m/s時(shí)時(shí), ,汽車的實(shí)際功率汽車的實(shí)際功率? ?春季高中物理人教必修二配套7.3功率【解題探究】【解題探究】(1)(1)汽車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)汽車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí), ,牽引力與阻力牽引力與阻力_;_;

27、(2)(2)勻加速啟動(dòng)時(shí)勻加速啟動(dòng)時(shí), ,汽車的牽引力汽車的牽引力_,_,功率功率_;_;(3)(3)汽車勻加速啟動(dòng)到最后汽車勻加速啟動(dòng)到最后, ,實(shí)際功率實(shí)際功率_額定功率。額定功率。大小相等大小相等不變不變變大變大等于等于春季高中物理人教必修二配套7.3功率【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】(1)(1)當(dāng)當(dāng)a=0a=0時(shí)時(shí), ,速度最大。此時(shí)速度最大。此時(shí)F=FF=Ff f。則則(2)(2)牽引力牽引力F=FF=Ff f+ma=5000N+5000+ma=5000N+50000.5N=7.50.5N=7.510103 3N,N,汽車勻加速汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度運(yùn)動(dòng)的最大速度: :故勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

28、故勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間(3)(3)當(dāng)車速為當(dāng)車速為6m/s6m/s時(shí)時(shí), ,汽車的實(shí)際功率汽車的實(shí)際功率: :P=Fv=7.5P=Fv=7.510103 36W=45kW6W=45kW。答案答案: :(1)12m/s(1)12m/s(2)16s(2)16s(3)45kW(3)45kWmfPPv12 m/sFF。3m3P60 10vm/s 8 m/sF7.5 10。mv8t s 16 sa0.5。春季高中物理人教必修二配套7.3功率【通關(guān)【通關(guān)1+11+1】1.(1.(拓展延伸拓展延伸) )在【示范題】中在【示范題】中, ,若汽車啟動(dòng)過(guò)程中若汽車啟動(dòng)過(guò)程中, ,速度達(dá)到速度達(dá)到10m/s10m/s時(shí)

29、時(shí), ,求它的實(shí)際功率和加速度大小。求它的實(shí)際功率和加速度大小。春季高中物理人教必修二配套7.3功率【解析】【解析】由于汽車此時(shí)的速度由于汽車此時(shí)的速度10m/sv10m/svm m=8m/s,=8m/s,故該時(shí)汽車的功率已達(dá)到最大值故該時(shí)汽車的功率已達(dá)到最大值60kW60kW。此時(shí)汽車的牽引力此時(shí)汽車的牽引力: :故此時(shí)汽車的加速度故此時(shí)汽車的加速度: :答案答案: :60kW60kW0.2m/s0.2m/s2 233P60 10FN 6 10 N,v10 22fFF6 000 5 000am/s0.2 m/sm5 000。春季高中物理人教必修二配套7.3功率2.2.如圖所示為修建高層建筑常

30、用的塔式起重機(jī)。在起重機(jī)將質(zhì)如圖所示為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)。在起重機(jī)將質(zhì)量量m=5m=510103 3kgkg的重物豎直吊起的過(guò)程中的重物豎直吊起的過(guò)程中, ,重物由靜止開(kāi)始向上重物由靜止開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)做勻加速直線運(yùn)動(dòng), ,加速度加速度a=0.2m/sa=0.2m/s2 2, ,當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí)其允許的最大值時(shí), ,保持該功率直到重物做保持該功率直到重物做v vm m=1.02m/s=1.02m/s的勻速的勻速運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。g g取取10m/s10m/s2 2, ,不計(jì)額外功。求不計(jì)額外功。求: :春季高中物理人教必修二配套7.3功率(1

31、)(1)起重機(jī)允許輸出的最大功率。起重機(jī)允許輸出的最大功率。(2)(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2 2秒末的輸出秒末的輸出功率。功率。春季高中物理人教必修二配套7.3功率【解析】【解析】(1)(1)設(shè)起重機(jī)允許輸出的最大功率為設(shè)起重機(jī)允許輸出的最大功率為P P0 0, ,重物達(dá)到最大重物達(dá)到最大速度時(shí)速度時(shí), ,拉力拉力F F0 0等于重力。等于重力。P P0 0=F=F0 0v vm m,F,F0 0=mg,=mg,代入數(shù)據(jù)代入數(shù)據(jù), ,有有:P:P0 0=5.1=5.110104 4W W春季高中物理人教必修二配套7.3功率(2)(2

32、)勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí), ,起重機(jī)達(dá)到允許輸出的最大功率起重機(jī)達(dá)到允許輸出的最大功率, ,設(shè)此設(shè)此時(shí)重物受到的拉力為時(shí)重物受到的拉力為F,F,速度為速度為v v1 1, ,勻加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷時(shí)間為勻加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷時(shí)間為t t1 1, ,有有:P:P0 0=Fv=Fv1 1F-mg=maF-mg=mav v1 1=at=at1 1代入數(shù)據(jù)代入數(shù)據(jù), ,得得:t:t1 1=5s=5st t2 2=2s=2s時(shí)時(shí), ,重物處于勻加速運(yùn)動(dòng)階段重物處于勻加速運(yùn)動(dòng)階段, ,設(shè)此時(shí)速度為設(shè)此時(shí)速度為v v2 2, ,輸出功率輸出功率為為P,P,則則v v2 2=at=at2 2P=FvP=Fv2 2代

33、入數(shù)據(jù)代入數(shù)據(jù), ,得得P=2.04P=2.0410104 4W W。答案答案: :(1)5.1(1)5.110104 4W W(2)5s(2)5s2.042.0410104 4W W 春季高中物理人教必修二配套7.3功率【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】1.1.質(zhì)量為質(zhì)量為m,m,發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為P P0 0的汽車沿平直的汽車沿平直公路行駛公路行駛, ,當(dāng)它的加速度為當(dāng)它的加速度為a a時(shí)時(shí), ,速度為速度為v,v,測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率為率為P P1 1, ,假設(shè)運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒定假設(shè)運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒定, ,則它在平直公路上勻速行駛則它在平直公路上勻速行駛的最大速

34、度是的最大速度是( () )01110PvPPvA.v B. C. D.maPmavPmav春季高中物理人教必修二配套7.3功率【解析】【解析】選選C C。當(dāng)汽車加速度為。當(dāng)汽車加速度為a a時(shí)，有時(shí)，有F=FF=Ff fma= ma= 得阻得阻力力 當(dāng)當(dāng)F=FF=Ff f時(shí)，速度最大為時(shí)，速度最大為v vmaxmax，則，則故選故選C C。1Pv，1fPFmav。00maxf1PPvvFPmav，春季高中物理人教必修二配套7.3功率2.2.如圖所示是一學(xué)生騎車爬坡的情形。假如他騎車時(shí)的最大功如圖所示是一學(xué)生騎車爬坡的情形。假如他騎車時(shí)的最大功率是率是300W,300W,車和學(xué)生的總質(zhì)量為車和

35、學(xué)生的總質(zhì)量為75 kg,75 kg,斜坡傾角為斜坡傾角為3030, ,運(yùn)動(dòng)過(guò)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦阻力恒為程中受到的摩擦阻力恒為30 N,30 N,則此學(xué)生騎車上坡的最大速度則此學(xué)生騎車上坡的最大速度是多少是多少? ?假如他在水平路面上騎車假如他在水平路面上騎車, ,最大速度可達(dá)到多少最大速度可達(dá)到多少?(g?(g取取10m/s10m/s2 2) )春季高中物理人教必修二配套7.3功率【解析】【解析】當(dāng)人騎車向前的牽引力等于摩擦阻力與重力沿斜面當(dāng)人騎車向前的牽引力等于摩擦阻力與重力沿斜面向下的分力之和時(shí)速度最大向下的分力之和時(shí)速度最大, ,則則:P=Fv:P=Fvmaxmax=(F=(F阻阻+

36、mgsin)v+mgsin)vmaxmax故故v vmaxmax= =0.74m/s= =0.74m/s當(dāng)該學(xué)生在水平路面上騎車時(shí)當(dāng)該學(xué)生在水平路面上騎車時(shí), ,最大速度為最大速度為vvmaxmax= =10m/s= =10m/s答案答案: :0.74m/s0.74m/s10 m/s10 m/sPFmgsin阻PF阻春季高中物理人教必修二配套7.3功率【素養(yǎng)升華】【素養(yǎng)升華】用公式用公式P=FvP=Fv處理機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題處理機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)(1)公式公式P=FvP=Fv中的中的F F指的是機(jī)車的牽引力指的是機(jī)車的牽引力, ,而不是合外力。而不是合外力。(2)(2)只

37、有機(jī)車在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)只有機(jī)車在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí), ,牽引力牽引力F F才等于它受到的阻力才等于它受到的阻力F Ff f大大小。小。(3)(3)機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)時(shí)機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)時(shí), ,勻加速結(jié)束時(shí)的速度并沒(méi)有達(dá)到勻加速結(jié)束時(shí)的速度并沒(méi)有達(dá)到最終勻速運(yùn)動(dòng)的速度最終勻速運(yùn)動(dòng)的速度v vm m。 春季高中物理人教必修二配套7.3功率【資源平臺(tái)】【資源平臺(tái)】備選角度備選角度: :功率的實(shí)際應(yīng)用功率的實(shí)際應(yīng)用【示范題】【示范題】如圖所示如圖所示, ,某同學(xué)在跳繩比賽中某同學(xué)在跳繩比賽中,1min,1min跳了跳了120120次次, ,若若每次起跳中有每次起跳中有 時(shí)間騰空時(shí)間騰空, ,該同學(xué)體重該同學(xué)體

38、重50kg,50kg,則他在跳繩中克則他在跳繩中克服重力做功的平均功率是多少服重力做功的平均功率是多少? ?45春季高中物理人教必修二配套7.3功率【標(biāo)準(zhǔn)解答】【標(biāo)準(zhǔn)解答】跳一次時(shí)間是跳一次時(shí)間是 人跳離地面做豎直人跳離地面做豎直上拋運(yùn)動(dòng)上拋運(yùn)動(dòng), ,人上拋到最高點(diǎn)的時(shí)間人上拋到最高點(diǎn)的時(shí)間此過(guò)程中克服重力做功此過(guò)程中克服重力做功W=mg( gtW=mg( gt2 2)=100J)=100J。跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率答案答案: :200W200W0601t ss1202，1 1 41t s s2 2 55 。120WP200 Wt。春季高中物理人教必修二配套7.

39、3功率應(yīng)用功率公式應(yīng)用功率公式P=FvP=Fv解題的技巧解題的技巧【案例剖析】【案例剖析】(2013(2013駐馬店高一檢測(cè)駐馬店高一檢測(cè)) )一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m的木塊靜止的木塊靜止在光滑的水平地面上在光滑的水平地面上, ,大小為大小為F F、方向與水平面成、方向與水平面成角的恒力作角的恒力作用在該木塊上用在該木塊上, ,經(jīng)過(guò)時(shí)間經(jīng)過(guò)時(shí)間t,t,力力F F的瞬時(shí)功率為的瞬時(shí)功率為( () )222222F tcosFcos tF tFcos tA. B. C. D.m2mmm春季高中物理人教必修二配套7.3功率【精講精析】【精講精析】選選A A。對(duì)木塊受力分析可知。對(duì)木塊受力分析可知, ,

40、木塊只受力木塊只受力F F的作用的作用, ,由牛頓第二定律可得由牛頓第二定律可得,Fcos=ma,Fcos=ma,所以所以a= ,ta= ,t時(shí)刻的速度時(shí)刻的速度為為v v1 1=at= =at= 。所以瞬時(shí)功率。所以瞬時(shí)功率P=FvP=Fv1 1cos= ,Acos= ,A正正確。確。FcosmFtcosm22F tcosm春季高中物理人教必修二配套7.3功率【名師指津】【名師指津】1.1.應(yīng)用公式應(yīng)用公式P=FvP=Fv解題時(shí)解題時(shí), ,首先應(yīng)明確它的適用范圍首先應(yīng)明確它的適用范圍:F:F與與v v的方的方向相同。向相同。2.2.當(dāng)當(dāng)F F與與v v方向不同時(shí)方向不同時(shí): :若若F F的方向與的方向與v v的方向的夾角為的方向的夾角為,由由W=FW=Flcoscos、P= P= 得得F F的功率應(yīng)為的功率應(yīng)為P=FvcosP=Fvcos。3.3.應(yīng)用公式應(yīng)用公式P=FvP=Fv求得的功率也有兩種情況求得的功率也有兩種情況: :若若v v是平均速度是平均速度, ,則求得